半胱胺和稀土不同组合对奶牛等等指标的影响

张仔堃 1，徐小强 2，李美玉 1，董瑞兰 1，孙国强 1*

（1. 青岛农业大学动物科技学院，山东青岛 266109；2. 平度市农业农村局，山东青岛 266700）

        摘 要：试验旨在研究半胱胺（CS）和稀土（RE）组合添加对奶牛瘤胃微生物蛋白产量、养分消化率和血液生化指标的影响。选取 80 头 2~3 胎、体重（650±30）kg、产奶量（24.27±0.81）kg、泌乳（90±20）d 的荷斯坦奶牛，随机分为 10 组。对照组（C）饲喂基础日粮，试验组（LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH）添加不同水平组合的 CS 和 RE。CS 分别添加 13（L）、15（M）、17（H）g/（d·头）；RE 分别添加 20.5（L）、23（M）、25.5（H）g/（d·头）。预试期 15 d，正试期 60 d。结果表明：瘤胃微生物蛋白产量均极显著或显著高于对照组，HM 组较 C 组提高幅度最大，提高了 34.49%（P<0.01）；各试验组干物质消化率均极显著高于对照组；各试验组（除 LL 组）中性洗涤纤维消化率极显著高于对照组；HM 组血清白蛋白含量极显著高于对照组，ML、HL、LM、LH 组显著高于对照组；各试验组血清尿素氮含量较对照组均极显著降低。本试验条件下，以 HM 组，即 17 g/（d·头）CS 和 23 g/（d·头）RE 组合最佳。

        关键词：半胱胺；稀土；瘤胃微生物蛋白；养分消化率；血液生化指标

        中图分类号：S823.5         文献标识码：A DOI         编号：10.19556/j.0258-7033.20200229-01

        蛋白质饲料资源匮乏、利用率低是制约奶牛养殖业健康发展的重要因素。奶牛养殖过程中大量未被利用的氮元素随粪尿流失，不仅降低了饲料中蛋白质的有效利用，对环境也造成极大的污染，饲料中添加饲料添加剂是解决该问题的有效技术手段。半胱胺（CS）可以耗竭动物体内生长抑素（SS）活性，提高生长激素（GH）和胰岛素（INS）含量，促进机体新陈代谢和生长发育，提高动物生产性能 [1-3]。王玲 [4] 试验发现，在奶牛日粮中补饲 20 g/（d·头）CS（含量 30%）对提高瘤胃微生物蛋白（MCP）产量、养分消化率，改善血液生化指标的效果最为显著。稀土（RE）是元素周期表中钪、钇和镧系内化学元素的总称，是一种对奶牛消化道微环境和瘤胃微生物区系有显著改善作用的饲料添加剂 [5]。吴丹丹等 [6] 研究表明，RE 添加量为 23 g/（d·头）时能显著提高奶牛瘤胃 MCP 产量。课题组前期研究表明在奶牛饲粮中单独添加 20 g/（d·头）CS（含量 30%）[4] 和23 g/（d·头）RE[6] 为最佳添加量，CS 和 RE 组合添加对奶牛生产性能的影响尚不清楚，能否更好地服务于奶牛生产有待进一步探索。本试验基于前期研究，联合添加 CS 和 RE，从而筛选出最佳组合，为 CS 和 RE 的联合使用提供依据。

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收稿日期：2020-02-29；修回日期：2020-03-31
资助项目：山东省现代农业产业技术体系牛产业创新团队（SDA
IT-09-08）；山东省绿色低碳畜牧业技术协同创新中心
作者简介：张仔堃（1996-），女，辽宁营口人，硕士研究生，
研究方向为反刍动物营养，E-mail：1244220115@qq.com
* 通讯作者：孙国强（1961-），男，教授，硕士研究生导师，
E-mail：qdnydxsgq@126.com

1 材料与方法
1.1 试验材料
        CS 购自青岛润博特生物科技有限公司，组成为半胱胺盐酸盐、棕桐油、淀粉等，含量为 40%，过瘤胃率为 50%。RE 购自徐州英美尔生物科技有限公司，成分含量为有机稀土（ReC6O7H8·3H2O）≥ 36%，其中铅（Pb）≤ 0.002%、砷（As）≤ 0.005%。
1.2 试验设计及日粮
        选用 80 头体重（650±30）kg、2~3 胎、产奶量（24.27±0.81）kg、泌乳天数（90±20）d 及乳成分相近的荷斯坦奶牛（烟台荷牧园牧业有限责任公司提供），随机分为 10 组，每组 8 头。试验设计见表 1。每头试验牛每天预留 0.5 kg 精料作为载体，与CS 和 RE 混匀，均分为 2 份，每天 03:30、13:00 时分别随全混合日粮（TMR）一起饲喂，饲喂过程中将试验牛用颈夹固定，待其将 CS、RE 与精料的混合物全部采食后放开颈夹，试验过程中保证每头奶牛每天接触到TMR 的时间在 20 h 以上，自由采食，预试期 15 d，正试期 60 d。日粮组成及营养成分见表 2。

        注：①预混料为每千克 TMR 提供：维生素 A 8 000 IU，维生素 D3 1 600 IU，维生素 E 30 mg，铁 20 mg，铜 16 mg，锌 100 mg，锰 35 mg，碘 1 mg，硒 0.5 mg，钴 0.5 mg。②生物脱霉素中含：甘露寡糖≥ 14%，β- 葡聚糖 15%~40%，粗蛋白质≤ 35%，水分≤ 6%。③产奶净能：将每个原料的产奶净能 [7] 与其所占的百分比相乘后相加。其余营养成分为实测值。

1.3 尿样采集及测定
        预试期第 1~3 天、 正试期第28~30 天 及 58~60 天采用点收尿法 [8] 结合人工接尿和膀胱取尿采集尿样。 加硫酸（10%） 调整至尿样pH<3，-20 ℃ 保 存。 使 用 Infinite F50 酶标仪（ 瑞 士TECAN）和 UV － 1800 PC 型紫外可见分光光度计（上海 MAPADA）测定尿囊素、尿酸和尿肌酐含量（由南京建成生物工程研究所提供试剂盒），奶牛的排尿量参照 Valadares 等 [9] 测定。参考 Chen 等 [10] 阐述的原理并结合王虎成等[11]的计算公式，通过尿中嘌呤衍生物（PD）估测 MCP 产量。PD 排出量为尿酸和尿囊素含量之和。
1.4 饲料样和粪样采集及测定
        预试期第 1~3 天、正试期第 28~30 天及第 58~60 天采集样品。采用五点取样法采集饲料样，并于 65℃烘箱中烘干，粉碎后待用。分别于每日 05:00、13:00、21:00 时采用直肠采粪法采集粪样 3 次，将采集的粪样混匀称重，每 100 g 加 25 mL硫酸（10%）固氮，-20℃保存。参照《中华人民共和国国家标准》[12-14] 测定样品中干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）含量。参照《饲料中酸性洗涤纤维的测定》[15] 测定酸性洗涤纤维（ADF）含量。采用 4N 盐酸酸不溶灰分法计算养分表观消化率，酸不溶灰分参照 Keulen 等 [16] 方法测定。
1.5 血样采集及测定
        预试期第 1 天及正试期第 30、60天晨饲前采取 20 mL 试验牛颈静脉血液，3 500 r/min 离心 15 min，取上清液，-20℃保存。血清中葡萄糖（GLU）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLOB）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、尿素氮（BUN）、肌酐（CRE）等指标的含量送至青岛金域医学检验有限公司测定。
1.6 统计分析
        数据统计使用 Excel 2010 软件，单因素方差分析使用 SPSS 22 软件，组间差异性使用 Duncan´s法比较，结果表示为平均值 ± 标准误。

2 结果与分析
2.1 CS 和 RE 不同组合对奶牛瘤胃 MCP 的影响
        由表 3 可知，LM、MM、HM、LH 组尿酸排出量极显著高于对照组；HL、LM、MM、HM、LH、MH 组尿囊素排出量极显著高于对照组；HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH 组 PD 排出量极显著高于对照组，LL、ML 组的 PD 排出量则显著高于对照组。 HL、LM、MM、HM、LH、MH 组 MCP 产量极显著高于对照组，LL、ML、HH 组显著高于对照组，其中 HM 组提高幅度最大，较对照组提高了 34.49%。2.2 CS 和 RE 不同组合对奶牛养分消化率的影响 由表4 可知，各试验组 DM 消化率较对照组均极显著提高；HL 组 CP 消化率较对照组显著提高，其余试验组较对照组均极显著提高； MM、HM 组 NDF 消化率较对照组极显著提高，LL 组较对照组显著提高；各试验组（除LL 组）ADF 消化率较对照组极显著提高。

2.3 CS 和 RE 不同组合对奶牛血液生化指标的影响
        由表 5 可知， MM、HM、LH、HH 组血清 TP 含量极显著高于对照组，LM 组显著高于对照组； HM 组血清ALB 含量极显著高于对照组，ML、HL、LM、LH 组显著高于对照组； MM、HM、HH 组血清 GLOB 含量较对照组显著提高；各试验组血清 BUN 含量较对照组均极显著降低。

3 讨 论
3.1 CS 和 RE 不同组合对奶牛瘤胃 MCP 的影响
        MCP对反刍动物营养物质消化代谢有着重要作用。尿嘌呤衍生物法是估测瘤胃 MCP 产量的有效方法 [11]。本试验采用该方法计算试验奶牛的瘤胃 MCP 产量。适量添加 CS 能降低动物体内 SS 含量，解除 SS 对 GH 等多种激素的抑制作用，提高微生物活性和生长繁殖速度，改善瘤胃内的发酵环境，加快微生物利用 NH3-N 合成MCP[17]。RE 不仅可以通过促进能量代谢为瘤胃微生物利用 NH3-N 合成 MCP 提供能量 [5]，还能提高瘤胃内微生物的丰富度和菌群活性，有利于增强氮代谢，维持能氮平衡，有利于 MCP 的合成 [18]。此外，RE 还可以通过促进蛋白质分解酶的分泌，从而促进饲料中蛋白质降解为肽类、氨基酸和氨，瘤胃微生物能够利用这些降解产物合成 MCP[19]。大量研究表明，CS 和 RE 均能提高动物体内 INS 和甲状腺激素 T3、T4 水平，有利于促进机体蛋白质的合成 [3,6]。王玲 [4] 试验发现，添加 CS 能增加奶牛瘤胃 MCP 产量。林仕欣 [20] 研究发现，随着RE 元素氯化铈添加水平的增加，尿囊素和 PD 排出量显著提高。本试验中，各试验组 MCP 产量极显著或显著高于对照组，说明联合添加 CS 和 RE 有利于提高奶牛瘤胃 MCP 产量。
3.2 CS 和 RE 不同组合对奶牛养分消化率的影响
        CS一方面能抑制动物体内 SS 活性，提高动物体内 GH 含量；另一方面对改善瘤胃内微生物的发酵环境、增强微生物活性、增加消化酶分泌有促进作用，从而有利于提高养分消化率 [21]。RE 能促进瘤胃内蛋白分解菌、纤维素分解菌的分泌，有利于提高饲料中养分消化率 [6]。Liu 等 [22] 研究发现，RE 元素镧能促进牛瘤胃发酵，提高 NDF 和 CP 消化率，并能增加挥发性脂肪酸（VFA）
含量。VFA 可以提高瘤胃内微生物的活性，有利于提高饲料中营养物质的消化率 [4]。吕中旺等 [1] 发现在奶牛饲粮中添加 CS 可显著提高 ADF 的消化率。本试验中，各试验组 DM、CP 消化率极显著或显著提高，部分试验组 NDF、ADF 消化率极显著或显著提高，说明联合添加 CS 和 RE 能提高奶牛养分消化率。经过对瘤胃 MCP 产量与 CP 消化率进行相关分析，得到相关系数 r=0.683（相关性在 0.01 上显著，下同），说明二者之间具有较强的正相关性。
3.3 CS 和 RE 不同组合对奶牛血液生化指标的影响
        CS和 RE 均能促进奶牛体内 GH 合成，对提高奶牛生产性能和免疫力有积极影响，有利于提高血清中 GLOB、TP 含量 [3,17]。CS 和 RE 都利于促进蛋白质的合成代谢，促进奶牛对饲料中营养物质的消化吸收，对提高血清中 ALB、TP 水平有重要作用 [1,5,22]。血清中 BUN 含量经常作为推断蛋白质沉积状况的一个重要指标。杨宏波等 [23] 试验发现，添加 CS 的试验组奶牛血清中 BUN 含量较对照组降低。刘江波等 [24] 研究表明，添加 RE 能显著降低血清中 BUN 含量。本试验中，各试验组 BUN含量极显著降低，可能是由于 RE 和 CS 联合添加提高了饲料中蛋白质的利用率，降低了氮排泄。经过对瘤胃
MCP 产量与血清 BUN 进行相关分析，得到相关系数r=-0.588，说明二者之间呈显著负相关。本试验中试验奶牛血液中 GLU 含量有上升趋势，可能是由于 CS 能抑制 SS 活性，促进 GH 释放，从而调节奶牛机体物质代谢，促进 GLU 吸收 [4]，RE 通过提高丙酸浓度，促进糖异生，有利于提高 GLU 浓度 [20]。本试验中，ALT 和AST 浓度无显著变化，表明奶牛饲粮中添加 CS 和 RE不会对奶牛肝脏和心脏造成损伤。

4 结 论
本试验条件下，奶牛饲粮中联合添加 CS 和 RE 能提高瘤胃 MCP 产量和饲料中养分消化率，并能提高血清中 TP 含量，降低血清 BUN 含量。综合分析，以 HM 组，即 CS 17 g/（d·头）、RE 23 g/（d·头）为最佳组合。

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Effects of Combination of Cysteamine and Rare Earth on Rumen Microbial Protein Production, Nutrient Digestibility and Blood Biochemical Parameters of Dairy Cows

ZHANG Zikun1, XU Xiaoqiang2, LI Meiyu1, DONG Ruilan1, SUN Guoqiang1*

(1.College of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University, Shandong Qingdao 266109, China;2.Agriculture and Rural Bureau of Pingdu, Shandong Qingdao 266700, China)

Abstract: The purpose of the experiment was to research the effect of different addition levels of cysteamine (CS) and rare earth (RE) on rumen microbial protein yield, nutrient digestibility and blood biochemical parameter. Eighty cows with 2~3 parity, similar body weight (650±30) kg, milk yield (24.27±0.81) kg, lactation period (90±20) d were divided into 10 groups. The test was divided into 9 test groups of LL, LM, LH, ML, MM, MH, HL, HM, HH, the addition level of CS is 13 (L), 15 (M), 17 (H) g/(d·head); the addition level of RE is 20.5 (L), 23 (M), 25.5 (H) g/(d·head). The pre-feeding period was 15 days, the formal experiment period was 60 days. Results showed that microbial protein production of each experimental groups was significantly higher than that of group C, HM group was the most increased (34.49%) than C group(P<0.01); DM in each test group was significantly higher than that in group C; ADF digestibility of each experimental group (except LL group) was significantly higher than that of group C ;the content of serum albumin in HM group was significantly higher than that in C group, and that in ML, HL, LM, LH group was higher than that in C group; the content of serum urea nitrogen in each group was significantly lower than that in group C. Under this test condition, the best combination was HM group 17 g/(d·head)CS and 23 g/(d·head)RE.

Keywords: Cysteamine; Rare earth; Rumen microbial protein; Nutrient digestibility; Blood biochemical parameter